混响室的仿真、分析与优化
主动声纳阵的混响仿真及检验
１ｌｇ ｛ ／ ， ） （ ０ｏ。 Ｂ （ ； 卢 ， 。 ３ 体积散射强度 ： １ｌ ｌ Ｅ ０ｏ ０ ） ＝ １ｌｇ ｛ 见 ） Ｒ Ｔ） ｇ（ ０ｏｌ Ｄ （ ０ （ Ａ ｝＋ Ｓ 一４ ｌｇ （ ０ｏ１ Ｒ）一２ ＋ ０ （） ４
中 图分 类 号 ：Ｎ １ Ｔ９１ 文 献标 识 码 ： Ａ
Ｍ ｏ ｅｉ ｎｄ Ｓ ｍ ｕｌｔｏ ｏ ａ ｅ－ ｉ ｅ ｄ ｌｎｇ ａ ｉ ａ ｉｎ ｆＳｐ ｃ ｔｍ Ｒｅ ｅ ｂ ｒ ｔ０ ｆ ｒ Ａｃｉ ｅ Ｓｏ ｒ Ａｒ ａ Ｖ ｒ ｅ ａ ｉｎ ｏ ｔｖ ｎａ ｒ ｙ
该模型仿 真实现阵列接收端 的混响 时间序列 ， 并通过仿 真来
验 证 混 响建 模 及 仿 真 的有 效 性 。
目前 国内的仿 真方法普 遍使 用 的是模 拟混 响信号 的时 变强
度， 然后在瞬时混响幅值服从瑞 利分 布及相位 服从 均匀分布
的 假 设 下 产 生 时 变 随 机 混 响 序 列 … 。 由于 基 阵 的 运 动 、 向 指
收稿 日期 ：０ ０ ０ — ３ 修 回日期 ：０ ０ ０ — ３ ２ １—８ １ ２ １ — 射单元 引起 的散 射 回波按
． ．．— —
３ ５ ．— ６ ． ， —
照（） １ 式求 出 ， 然后叠加求和 ， 即可得到 总的海洋混 响 ：
３ 声 呐阵列 的混 响仿真 方法
２ 海 洋混 响 的信 号模 型
Ｈ Ｄ ＫＳ Ｏ Ｇ ＩＳ提出了通用 的单 元 散射 体 的通 用混 响信 号
模 型 ：
性、 以及发射波形等对混 响有 贡献 的参数均 未在模 型中得到 体现 ， 所以这种仿真较 为粗糙 。文献 ［ ］ ２ 中给 出了结合 以上 参数 的混 响功率 谱模 型 ， 获得 了较 为准 确 的混响仿 真序 列 。 但在水下 阵列信 号处 理 中， 阵元 混响 的仿 真意义 并不 大 。 单 针对传统方法不 能准确 地反 映 出主动 声纳 阵接受 混 响的情 况 ， 文提出 的海洋 混 响阵列模 型 ， 分利用 混 响 中方 位与 本 充 频率 的耦合 信 息 ， 可较 为 准确 的获得 空 域下 的阵列 混 响仿
建筑声学设计课程仿真实验报告
建筑声学设计课程仿真实验报告一、实验目的建筑声学设计课程仿真实验旨在通过模拟实际建筑环境中的声学现象，让我们深入理解声学原理在建筑设计中的应用，掌握声学设计的基本方法和流程，提高对声学问题的分析和解决能力。
二、实验原理建筑声学主要涉及声音的传播、反射、吸收和散射等方面。
声音在封闭空间中传播时，会与墙壁、天花板、地板等表面发生相互作用。
这些表面对声音的吸收和反射特性会影响室内的声学效果，如混响时间、声压分布、语言清晰度等。
吸收系数是衡量材料对声音吸收能力的重要参数。
不同材料的吸收系数不同，通过合理选择和布置吸声材料，可以调整室内的声学环境。
此外，房间的形状、尺寸和比例也会对声学特性产生影响。
例如，过长或过宽的房间可能会导致声音聚焦或回声等问题。
三、实验设备与软件本次实验使用了专业的声学仿真软件，如_____。
该软件能够建立三维建筑模型，并模拟声音在其中的传播和反射情况。
同时，还配备了高性能计算机，以保证仿真计算的速度和准确性。
实验中使用的测量设备包括声级计、麦克风等，用于采集实际声音数据进行对比和验证。
四、实验步骤1、模型建立首先，根据给定的建筑平面和空间尺寸，使用仿真软件创建三维模型。
在模型中准确设定墙壁、天花板、地板等结构的材料属性，包括其吸收系数、反射系数等声学参数。
2、声源设置在模型中设置声源的位置、类型和强度。
常见的声源类型有扬声器、人声等。
通过调整声源参数，模拟不同类型和强度的声音在建筑空间中的传播。
3、声学参数计算运行仿真软件，计算室内的声学参数，如混响时间、早期反射声、直达声与混响声的比例等。
4、结果分析对仿真计算得到的结果进行分析，观察声音在空间中的传播模式、声压分布情况以及声学参数是否满足设计要求。
5、优化设计如果声学参数不满足要求，对建筑模型进行调整，如改变材料、调整房间形状和尺寸、增加吸声装置等，然后重新进行仿真计算和分析，直到达到理想的声学效果。
五、实验结果与分析1、混响时间混响时间是衡量室内声学环境的重要指标之一。
基于FDTD的混响室仿真模型设计
以激励源为起点Ez不断的向周围传播，完全符合电磁场的传播特性。另外观察图4的边界处，
没有出现反射波现象，也验证了Mur吸收边界条件在这里模拟无限空间场强传播特性的合理
性。
5. 总结
时域有限差分法(FDTD)是实现直接对电磁工程问题进行计算机模拟的经典方法。利用 FDTD建立混响室的PC模型进行电磁兼容性分析可假设理想化实测中的所有测量设备的工 作状态，这将减少前期许多设备指标测量的过程以及电磁兼容分析的时间，大大减少了分析 所需的成本，具有重要的实用价值；另外这种方法亦可作为一种通用的电磁兼容理论的计算 机模拟分析方法，只需更改混响室模型的相关参数就可将其应用于其它的通信系统中进行相
(a) z=69平面的Ez分布图
(b) z=90平面的Ez分布图
图3 第52个时间步数时的Ez分布图
(a) z=69平面的Ez分布图
(b) z=90平面的Ez分布图
图4 第105个时间步数时的Ez分布图
图3与图4分别显示了仿真过程中第52个时间步数和第105个时间步数时的z方向的电场
Ez分布图，每个时间步数又分z=69和z=90平面两种情况。从图中可以观察到随着时间的推移，
1. 引言
近年来，随着无线电子设备的快速发展，它们对航空无线电通信和无线电导航系统的干 扰日益成为航空领域特别关注的焦点。在分析各大通信系统与飞机的电磁兼容问题中，混响 室（Reverberation Chamber）得到广泛应用。它是继开阔试验场（OATS）、微波暗室、横 电磁波TEM 小室之后出现的一种新的电磁兼容测试场地[1]，可用来进行辐射发射、辐射抗 扰度、天线效率以及各种屏蔽性能的测量。与传统的电磁兼容辐射测量的测量场地相比，混 响室主要有以下优点：高度导电性使得用适中的输入功率就可以产生很高的场强；由于不使 用吸波材料，建造成本相对较低；微波混响室给腔体内工作的电子设备提供了最佳的测试手 段，例如工作于飞机、房间或机柜里的设备，这正是它被用来分析飞机内的PEDs设备对飞 机电磁干扰的最主要原因[2,3]。
建筑声学仿真软件ODEON在混响室设计中的应用
Ａｂｓｔｒａｃｔ：With the development of application and algorithm of building acoustic simulation software, it becomes more and more mature and can intuitively judge the existing problems of sound field and give guidance to the architectural shape design, which makes the early reflections in time and space distribute reasonably, and prevent building from acoustic defects such as acoustic focusing, flutter echo, standing wave and sound shadow. In view of the design of the reverberation chamber presented in this paper, we introduce an architectural acoustics simulation software ODEON developed by Danish University of Science and Technology, and the three-dimensional space and modeling correction, sound pressure level, and reverberation time T30 simulation calculation are conducted, so as to ensure the size of reverberation chamber, the sound field uniformity and reverberation time can meet the design standards. Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ODEON; acoustic simulation; reverberation chamber; reverberation time; sound focusing
扫频实现混响室频率搅拌的仿真和实验研究
言 √ （ 詈 ） ＋ （ 詈 ） 。 ＋ （ ） 。 （ ）
总模式数关于频率的表达式为
分析了频率搅拌方式 的可行性 。采用双边带 调制
２ ０ １ ３年 ５ 月２ １日收到 国家 自然科 学基金青年 科学基金 （ ５ １ １ ０ ７ １ ４ ７ ） 资助 第一作者简介 ： 徐 鑫（ １ ９ ８ ８ 一） ， 男， 硕士研究生 ， 研究 方向 ： 电磁 环
带宽 日 决定 ， 其 中模密度主要 由混响室的尺寸和
工作 频 率决定 ， Ｗｏ由混 响室 的 固有 品质 因数 Ｑ和
工作频率． 厂 决定。所 以随着工作频率升 高， 只需更
小 的带 宽就 可 以达到较 好 的场 均匀 性 。
１ ． ２ 场 均匀性 的评价标 准
图 １ 应用 Ｆ Ｅ Ｋ Ｏ建 立 的混 响室 模 型
Ｔ Ｍ １ ５ ２ ；
文献标志码
Ａ
混 响 室作为 一 种新 型 的 电磁兼 容 测 试 场 地 ， 能
够产生空间统计 均匀、 各 向同性 、 随机极 化 的电磁
环境 ， 具 有广 阔 的应 用 前景 。 当前 主要 采 用 机 械搅
高斯 白噪声信号作 为激励源实现频 率搅拌。通过 仿真建模 ， 证明了频率搅拌的有效性 ］ 。 混响室 本质 上是一 个 高 品质 因数 的谐 振 腔。
第１ ３卷 第 ３ ４期 ２ ０ １ ３ 年１ ２月
１ ６ ７ １ —１ ８ １ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ３ ４ — １ ０ １ ６ ２ — ０ ５
科
学
技
术
与
工
程
Ｖ０ １ ． １ ３ Ｎｏ ． ３ ４ Ｄ ｅ ｃ ．２ ０ １ ３
Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ度 增
混响室内电场的蒙特卡洛模拟及其实验验证
混响室内电场的蒙特卡洛模拟及其实验验证李昱;赵翔【摘要】The reverberation chamber(RC) plays an important role in the electromagnetic compatibility(EMC) test,and its probabilistic-statistical model can effectively and quickly analyze the random field environment in the reverberation chamber.Based on the plane-wave integral(PWI) representation and the mode expansion method(MEM) respectively,the electric field within a reverberation chamber is constructed by means of Monte Carlo(MC) simulation.A simple RC is set up under the laboratory environment to validate the simulation results.The electric fields within the working volume of the RC are measured at different frequencies and their probability density functions(PDFs) are in good agreements with the simulated ones.So it is concluded that the PWI and MEM are completely equivalent in describing the stochastic field in the working volume of the RC.%混响室在电磁兼容测试中发挥着重要的作用,其概率统计模型可以有效、快速地对混响室内的随机场环境进行建模和分析.基于平面波积分表达式和模式叠加理论,采用蒙特卡洛方法模拟了混响室中的电场分布.在实验室环境下搭建了小型、简易的混响室,对仿真结果进行了验证.在不同频率下测得的混响室工作区域内电场幅值的概率密度函数与2种概率统计模型下的仿真结果吻合良好,证明了平面波积分模型与模式叠加模型在描述混响室工作区域内场的特性时是完全等效的.【期刊名称】《无线电工程》【年(卷),期】2017(047)007【总页数】4页(P58-61)【关键词】平面波积分表达式;模式叠加;蒙特卡洛模拟;概率密度函数;混响室【作者】李昱;赵翔【作者单位】四川大学电子信息学院,四川成都 610065;四川大学电子信息学院,四川成都 610065【正文语种】中文【中图分类】O441.4混响室在电磁兼容测试领域的应用受到越来越广泛的关注。
混响室的仿真、分析与优化
独创性（或创新性）声明本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。
本人签名日期关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。
学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。
（保密的学位论文在解密后遵守此规定）保密论文注释；本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。
非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。
本人签名导师签名日期日期混晌室的仿真、分析与优化摘要作为一种新型的电磁兼容测试场地，混响室近年来发展迅速，得到越来越多的关注。
这是由于相比于传统的测试场地，混响室在工程造价、测量时间、有效模拟复合场等许多方面优点突出。
混响室要求在屏蔽腔体内产生空间均匀、各向同性、随机极化的电磁环境用于受试设备的测量。
产生这种电磁环境的方案有很多，但是实际建造的混响室中运用最多的还是机械搅拌法。
混响室的结构设计中，搅拌器的设计是一个难点。
合理的设计搅拌器会改善混响室的场均匀性、降低最低可用频率。
本文详细介绍了混响室的工作原理、ＦＥＭ法及电磁场的仿真软件ＨＦＳＳ，用ＨＦＳＳ构建了一个混响室模型，并设计了三组实验，来分析比较不同的搅拌器形状、个数、大小对混响室性能的影响。
实验分析的结果对于实际的混响室设计具有一定的参考意义。
关键词：混响室有限元法场均匀性搅拌器ＳＩＭＵＬＡＴＩｏＮＡＮＤＡＮＡＬＹＺＡＴＩｏＮｏＦＲＥＶＥＲＢＥＲＡＴＩｏＮＣＨＡＭＢＥＲＡＢＳＴＲＡＣＴＡｓａｎｅｗｔｙｐｅｏｆＥＭＣｔｅｓｔｓｉｔｅ，ｒｅｖｅｒｂｅｒａｔｉｏｎｃｈａｍｂｅｒｈａｓｂｅｅｎｄｅｖｅｌｏｐｅｄｖｅｒｙｆａｓｔｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓａｎｄｇｏｔｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｂｅｃａｕｓｅｉｔｓｏｕｔｓｔａｎｄｉｎｇａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｖｅｒｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｔｅｓｔｓｉｔｅｓｉｎｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇｔｅｒｍｓ：ｃｏｓｔｓ，ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｔｉｍｅａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｉｎｓｉｍｕｌａｔｉｎｇｃｏｍｐｌｅｘＥＭｆｉｅｌｄ．ＴｈｅＥＭｆｉｅｌｄｉｎｔｈｅｒｅｖｅｒｂｅｒａｔｉｏｎｃｈａｍｂｅｒｍｕｓｔｂｅｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｌｙｕｎｉｆｏｒｍａｎｄｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｌｙｉｓｏｔｒｏｐｉｃ．ＴｈｅｒｅａｒｅｍａｎｙｍｅｔｈｏｄｓｔｏｇｅｎｅｒａｔｅｔｈｉｓｋｉｎｄｏｆＥＭｆｉｅｌｄ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｔｉｒｒｉｎｇｍｅｔｈｏｄｉｓｍｏｓｔｏｆｔｅｎｕｓｅｄ．ｃｈａｍｂｅｒｄｅｓｉｇｎ．ＰｒｏｐｅｒｓｔｉｒｄｅｓｉｇｎＴｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｓｔｉｒｓｉｓｔｈｅｍｏｓｔｄｉｆｆｉｃｕｌｔｐｏｉｎｔｉｎｃａｎｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙｏｆＥＭｆｉｅｌｄａｎｄｒｅｄｕｃｅｔｈｅｌｏｗｅｓｔｕｓａｂｌｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｒｅｖｅｒｂｅｒａｔｉｏｎｃｈａｍｂｅｒ，ｔｈｅＥＭｆｉｅｌｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ（ＦＥＭ）ａｎｄｔｈｅｐｏｐｕｌａｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎＥＭｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅａｒｅｆｉｒｓｔｄｅｔａｉｌｅｄｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．ＴｈｅｎａｃｈａｍｂｅｒｍｏｄｅｌｉｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅＨＦＳＳｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｓｔｉｒｓ（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｓｈａｐｅ，ｎｕｍｂｅｒａｎｄｓｉｚｅ）ｍａｙａｆｆｅｃｔｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｒｅｖｅｒｂｅｒａｔｉｏｎｃｈａｍｂｅｒ，ｗｈｉｃｈｉＳａｎａｌｙｚｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｒｅｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｆｒｏｍｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｐｒｏｖｉｄｅｓａｇｏｏｄｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅａｃｔｕａｌｃｈａｍｂｅｒｄｅｓｉｇｎ．ＫＥＹＷＯＲＤＳ：ｒｅｖｅｒｂｅｒａｔｉｏｎｃｈａｍｂｅｒＦＥＭｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙｓｔｉｒ第一章概述传统的电磁兼容测量场地都是在规范的电磁波传输条件下进行测量，如ＧＴＥＭ小室中的场是单模横电磁波，开阔场与半电波暗室则是模仿自由空间的电磁场。
混响室测试技术及其仿真
T汕le l P，石 o ， 1。佣 f olu脱 助d LUF o re， 吧 f ed mt咖 。 A 坪 卜lll】 r
编号
1
混响室体积
/ m3
17
最低谐振频率
/ M H艺
最低工作频率
/ MHZ
图1所示[‘ 〕 。
1 7 阴 绍 3 4 貂 1 3 4 2 4 2 5 1
方 都取 长足的 展〔刘 前， 面 得了 发 ‘ 。目 混响室已 一 被
许多国际标准所接受， 包括199 年发布的美国 其中 9
军用标准 MI 一 L STD 一 1E 和 20 3 年 国际电工委 6 4 0
员会(IEc )发布的新 标准IEc 6lO 〕 4 一 t，1。 J 一 Zl 一 ‘
混响室可用于辐射发射、 辐射抗扰度、 天线效率 以 及各种屏蔽效能的测量。与传统的电磁兼容辐射 测量场地相比， 混响室在造价、 强场模拟、 测量空间 等方面具有突出的优势， 开展混响室的研究对于分 析整机设备特别是大型系统的电磁兼容测试具有重
第4 卷 第5 期
刘小强等:混响室测试技术及其仿真
获得空间均匀、 各向同性、 随机极化的电磁环境。 与 暗室不同的是， 混响室内没有任何吸波材料， 这正是 其能够模拟强场并造价低的 重要原因之一。当室内 发送天线产生射频、 微波信号时， 电磁能量被混响室 墙壁和金属机械搅拌器来回反射， 并有效避免共振， 最终产生空间均匀、 各向同性、 随机极化的电磁环 境。 棍响室内电场( 或磁场) 能量密度、 极化方向和 每一极化方向的相位统计均匀、 测试区域内所有点 和方向的电磁能量流统计均匀。受试设备( EU ) 对 T 场的 平均响应， 是在搅拌器至少旋转一周的时间内 响应的积分。由于混响室最小设计尺寸远大于最低 可用频率( LUF 对应的信号波长， ) 因此可视为一个 巨型高 Q 值的谐振腔。典型的混响室测试系统如
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尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。
本人签名日期关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。
学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。
（保密的学位论文在解密后遵守此规定）保密论文注释；本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。
非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。
本人签名导师签名日期日期混晌室的仿真、分析与优化摘要作为一种新型的电磁兼容测试场地，混响室近年来发展迅速，得到越来越多的关注。
这是由于相比于传统的测试场地，混响室在工程造价、测量时间、有效模拟复合场等许多方面优点突出。
混响室要求在屏蔽腔体内产生空间均匀、各向同性、随机极化的电磁环境用于受试设备的测量。
产生这种电磁环境的方案有很多，但是实际建造的混响室中运用最多的还是机械搅拌法。
混响室的结构设计中，搅拌器的设计是一个难点。
合理的设计搅拌器会改善混响室的场均匀性、降低最低可用频率。
本文详细介绍了混响室的工作原理、ＦＥＭ法及电磁场的仿真软件ＨＦＳＳ，用ＨＦＳＳ构建了一个混响室模型，并设计了三组实验，来分析比较不同的搅拌器形状、个数、大小对混响室性能的影响。
实验分析的结果对于实际的混响室设计具有一定的参考意义。
关键词：混响室有限元法场均匀性搅拌器ＳＩＭＵＬＡＴＩｏＮＡＮＤＡＮＡＬＹＺＡＴＩｏＮｏＦＲＥＶＥＲＢＥＲＡＴＩｏＮＣＨＡＭＢＥＲＡＢＳＴＲＡＣＴＡｓａｎｅｗｔｙｐｅｏｆＥＭＣｔｅｓｔｓｉｔｅ，ｒｅｖｅｒｂｅｒａｔｉｏｎｃｈａｍｂｅｒｈａｓｂｅｅｎｄｅｖｅｌｏｐｅｄｖｅｒｙｆａｓｔｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓａｎｄｇｏｔｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｂｅｃａｕｓｅｉｔｓｏｕｔｓｔａｎｄｉｎｇａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｖｅｒｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｔｅｓｔｓｉｔｅｓｉｎｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇｔｅｒｍｓ：ｃｏｓｔｓ，ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｔｉｍｅａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｉｎｓｉｍｕｌａｔｉｎｇｃｏｍｐｌｅｘＥＭｆｉｅｌｄ．ＴｈｅＥＭｆｉｅｌｄｉｎｔｈｅｒｅｖｅｒｂｅｒａｔｉｏｎｃｈａｍｂｅｒｍｕｓｔｂｅｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｌｙｕｎｉｆｏｒｍａｎｄｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｌｙｉｓｏｔｒｏｐｉｃ．ＴｈｅｒｅａｒｅｍａｎｙｍｅｔｈｏｄｓｔｏｇｅｎｅｒａｔｅｔｈｉｓｋｉｎｄｏｆＥＭｆｉｅｌｄ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｔｉｒｒｉｎｇｍｅｔｈｏｄｉｓｍｏｓｔｏｆｔｅｎｕｓｅｄ．ｃｈａｍｂｅｒｄｅｓｉｇｎ．ＰｒｏｐｅｒｓｔｉｒｄｅｓｉｇｎＴｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｓｔｉｒｓｉｓｔｈｅｍｏｓｔｄｉｆｆｉｃｕｌｔｐｏｉｎｔｉｎｃａｎｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙｏｆＥＭｆｉｅｌｄａｎｄｒｅｄｕｃｅｔｈｅｌｏｗｅｓｔｕｓａｂｌｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｒｅｖｅｒｂｅｒａｔｉｏｎｃｈａｍｂｅｒ，ｔｈｅＥＭｆｉｅｌｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ（ＦＥＭ）ａｎｄｔｈｅｐｏｐｕｌａｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎＥＭｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅａｒｅｆｉｒｓｔｄｅｔａｉｌｅｄｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．ＴｈｅｎａｃｈａｍｂｅｒｍｏｄｅｌｉｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅＨＦＳＳｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｓｔｉｒｓ（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｓｈａｐｅ，ｎｕｍｂｅｒａｎｄｓｉｚｅ）ｍａｙａｆｆｅｃｔｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｒｅｖｅｒｂｅｒａｔｉｏｎｃｈａｍｂｅｒ，ｗｈｉｃｈｉＳａｎａｌｙｚｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｒｅｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｆｒｏｍｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｐｒｏｖｉｄｅｓａｇｏｏｄｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅａｃｔｕａｌｃｈａｍｂｅｒｄｅｓｉｇｎ．ＫＥＹＷＯＲＤＳ：ｒｅｖｅｒｂｅｒａｔｉｏｎｃｈａｍｂｅｒＦＥＭｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙｓｔｉｒ第一章概述传统的电磁兼容测量场地都是在规范的电磁波传输条件下进行测量，如ＧＴＥＭ小室中的场是单模横电磁波，开阔场与半电波暗室则是模仿自由空间的电磁场。
为了满足这些规范化的条件，对这些测量场地中的地板、墙壁、吸波材料等都有严格的要求，使得这些场地造价昂贵。
同时，随着科技的发展，电子类产品的集成度越来越高，系统内电磁环境越来越复杂。
在对一些大型的受试设备进行电磁兼容测试时，常常需要产生高强度的高频电磁场以模拟实际的工作环境，对于开阔场地和半电波暗室来讲，这就需要增益非常高的功率放大器。
作为一种新型的电磁兼容辐射测量场地，混响室突破传统的思路，它使用机械搅拌器在屏蔽腔体内产生空间均匀、各项同性、随机极化的电磁环境用于受试设备的测量，很好的解决了前面的问题。
混响室近年来发展迅速，受到越来越多的重视就在于，与传统的测量场地相比它在造价、测量时间、有效模拟复合场等许多方面优点突出。
１．１混响室的发展历史最早在１９６８年，Ｄｒ．Ｈ．Ａ．Ｍｅｎｄｅｓ就提出了将空腔谐振用于电磁辐射测量的思想。
１９７１年，美军发布了ＭＩＬ．ＳＴＤ１３７７，接受使用混晌室用于电缆和屏蔽材料屏蔽效能的测试。
但在这之后的十多年罩，这种测量方法并未得到更多的关注。
直到２０世纪８０年代，随着军工产品、汽车、航空工业产品的辐射抗扰度要求越来越高，希望对大体积的受试设备（ＥＵＴ）获得高频电磁场。
对于开阔场地或半电波暗室等传统的测量环境，这就要求十分高的功率放大器。
此外，在电缆、电缆连接器或屏蔽材料的屏效能测试方面，也需要更经济有效的方法。
这些需求使得混晌室重获新生。
１９８６年，美国国家标准局（ＮａｔｉｏｎａｌＢｕｒｅａｕｏｆＳｔａｎｄａｒｄｓ）的Ｄｒ．ＭｉｋｅＬＣｒａｗｆｏｒｄ及其小组为混响室的发展奠定了基础。
到８０年代末，混响室开始为各国际标准所接受。
１９８７年３月，ＣＩＳＰＲ／Ａ／（Ｓｅｃ．）８２（ＣＩＳＰＲ１６一ｌ《无线电骚扰与抗扰度测量设备规范》的草稿）描述了作为辐射总功率测量的混响室。
规定了混响室的结构及性能试验（搅拌效率及耦合衰减）。
后来，这些内容基本上未作修改地纳入ＣＩＳＰＲ／Ａ／（Ｓｅｅ．）８３（ＣＩＳＰＲ１６—２《无线电骚扰与抗扰度测量方法》的草稿）列入了在混响室内测量辐射发射的方法，并指出其优点。
主要如：内外电磁环境的隔离、在大体积下获得高电平的场、宽的频率覆盖、少量的仪器更换即可测辐射发射又可测辐射抗扰度，以及不要求ＥＵＴ位置旋转等。
第一个专门规范混响室的标准是美国通用汽车公司１９９３年６月发布的标准ＧＭ９１２０Ｐ《辐射电磁场抗扰度（混响室）》。
１９９９年发布的美国军用标准ＭＩＬ—ＳＴＤ．４６１Ｅ《电磁干扰辐射和敏感度控制要求》也接受了混响室这一测量场地。
近年来，ＩＥＣ／ＴＣ７７Ｂ与ＣＩＳＰＲ／Ａ组成了一个联合工作组，致力于起草关于混响室的标准，并于２００３年８月发布了一个正式版本：ＩＥＣ６１０００．４．２１《混响室试验法》。
１．２混响室的发展现状近年来，混响室的研究工作得到了迅速发展，有关混响室论文逐年增加，论文涉及理论分析、测量方法以及新的设计方案等方面。
混响室的理论研究主要侧重于描述室内场空间分布的统计规律，这方面的理论发展有助于靠近墙壁处和低频时的场均匀性的估计，也有助于混响室设计的发展和校准方法的优化。
而混响室中采用的测量方法也主要是基于场空间分布统计均匀性估计原理，通过边界的测量给出直接场的均匀性估计。
一般而言，混响室是在高品质因素（Ｑ）的屏蔽壳体内配有机械的搅拌器（ＭｏｄｅＳｔｉｒｒｅｒ），用以连续地改变内部的电磁场结构，在屏蔽腔体内产生空间均匀，各项同性，随机极化的电磁环境用于受试设备的测量。
这种实现方法我们称为机械搅拌法，它是实际建造的混响室中采用最多的方法，也是为大多数标准所接受的方案。
但是这种方法有一定的缺陷，它的工作频率下限一般不容易做得很低，影响了测量范围。
不少学者也提出了一些颇有新意的设计方案，这些方案有的通过改变屏蔽室的体积，有的通过改善墙体的反射特性来实现混响室要求的电磁环境。
例如有人提出摆动墙（ＭｏｖｉｎｇＷａｌｌ）方案。
利用墙的摆动，使空腔内体积不断变化，从而连续改变空腔的谐振条件而达到混晌的目的。
也有人提出将建筑声学中对声波的Ｓｃｈｒｏｅｄｅｒ漫射体用于电磁波，从而改善屏蔽室内的谐振。
他们建了一个７．５（１）·５（ｗ）＋５（ｈ）ｍ３的屏蔽室数学模型，并用电磁场的数值分析方法分别计算带有或不带有漫射体的屏蔽室内的场分布，证明Ｓｃｈｒｏｅｄｅｒ漫射体有效改善了室内场的均匀性。
还有一些方案像固有混响室、波纹墙混响室等也颇有新意，并且能在一定程度改善低频特性。
１．３本论文的目的和内容在采用机械搅拌法的混响室的结构设计中，搅拌器的设计是一个难点。
合理的放置搅拌器的位置，选择搅拌器的个数，设计搅拌器的形状与大小可以有效改善混响室的场均匀性、降低最低可用频率。
本文用ＨＦＳＳ构建了一个混响室模型，并设计了三组实验，来分析比较不同的搅拌器形状、个数、大小对混响室性能的影响。
实验分析的结果对于实际的混响室设计具有一定的参考意义。
攫抖嚣图２．１混响室结构模型图２．２是一个实际的混响室的内部结构，搅拌器的旋转可以连续的改变腔内电磁场的分布，图２３是放置搅拌器前后的内部场强分布。
图２．２实际的混响室内部结构９图２，３放置搅拌器前后的混响室内部场强分布混响室内任意位置的能量密度的相位、幅度、极化均按某一固定的统计分布规律随机变化。
在混响室内的测量可以视为一个随机过程。
受试设备（ＥＵＴ）对场的平均响应，是在搅拌器至少旋转一周的时间内响应的积分。
混响室提供的电磁环境是：空间均匀、各向同性、随机极化。
它要求室内能量密度各处一致，在所有方向的能量相同，所有的波之间相位角以及他们的极化是随机的。
当然这些特性都是统计学意义上的。
想获得混响室的精确数学模型是不太现实的，一些学者建立了各种近似模型，如统计模型、确定性模型、平面波模型和热力学模型等。
使用这些模型可以计算混响室的一些重要参数。
２．２混响室主要特性及参数２．２．１模密度混响室的一个基本特性就是模的数目和它在不同频率上的分布。